Technische Mechanik / statische Radlastverteilung

Wissenschaft Physik
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Hallo zusammen,

angenommen ich fahre in einem Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit in der Ebene.
Zur Überwindung der Fahrwiderstände müssen die Antriebsräder eine Kraft gleicher Größe aber entgegen gesetzter Richtung aufbringen.
Das für die Antriebsachse erforderliche Drehmoment bewirkt im Aufbau ein Moment gleicher Größe aber entgegen gesetzter Richtung.
Dieses Rückdrehmoment führt zu einer Veränderung der statischen Radlastverteilung.
Die Normalkraft an der Hinterachse steigt, die Kraft an der Vorderachse sinkt.

Wenn jetzt der Durchmesser der Antriebsräder verdoppelt wird, verdoppelt sich auch das erforderliche Drehmoment der Antriebsachse und somit das resultierende Moment im Aufbau.
Dies hätte wiederum eine Verdoppelung der Veränderung der Achslastverteilung zwischen hinten und vorne zur Folge.

Also allein die Veränderung des Durchmessers der Antriebsräder, würde bereits eine Veränderung der statischen Radlastverteilung bewirken.
Ist dies wirklich so?
Irgendwas in mir sträubt sich gegen diese Vorstellung.

Oder bildet sich das Moment aus der Vortriebskraft in der Radaufstandsfläche und der Höhe der resultierenden Fahrwiderstände über der Fahrbahn?
Auch diese Vorstellung kann ich nicht so einfach hinnehmen.

Ich fürchte, mindestens einer meiner Wege ist ein Holzweg.

Gruß
Fritz

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Die Normalkraft an der Hinterachse steigt, die Kraft an der

Vorderachse sinkt.

Wenn jetzt der Durchmesser der Antriebsräder verdoppelt wird,
verdoppelt sich auch das erforderliche Drehmoment der
Antriebsachse und somit das resultierende Moment im Aufbau.
Dies hätte wiederum eine Verdoppelung der Veränderung der
Achslastverteilung zwischen hinten und vorne zur Folge.

Also allein die Veränderung des Durchmessers der
Antriebsräder, würde bereits eine Veränderung der statischen
Radlastverteilung bewirken.
Ist dies wirklich so?
Irgendwas in mir sträubt sich gegen diese Vorstellung.

Oder bildet sich das Moment aus der Vortriebskraft in der
Radaufstandsfläche und der Höhe der resultierenden
Fahrwiderstände über der Fahrbahn?
Auch diese Vorstellung kann ich nicht so einfach hinnehmen.

Ich fürchte, mindestens einer meiner Wege ist ein Holzweg.

Gruß
Fritz

Hallo Fritz, Du gehst offensichtlich von einem querliegenden Motor aus, wobei offen bleibt, ob Frontantrieb und wie die Kurbelwelle im Verhältnis zu den Rädern läuft. Ansonsten: Verdopplung des Raddurchm halbiert Vortriebskraft, verlangt also Verdopplung des Drehmoments. Aber der verdoppelte Durchmesser halbiert auch die Rückstellkraft. Sodaß, wie Du schon ahnst die Radgröße keinen Einfluß auf das Rückdrehmoment hat. Gruß, eck.

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Die Normalkraft an der Hinterachse steigt, die Kraft an der
Vorderachse sinkt.

Wenn jetzt der Durchmesser der Antriebsräder verdoppelt wird,
verdoppelt sich auch das erforderliche Drehmoment der
Antriebsachse und somit das resultierende Moment im Aufbau.
Dies hätte wiederum eine Verdoppelung der Veränderung der
Achslastverteilung zwischen hinten und vorne zur Folge.

Also allein die Veränderung des Durchmessers der
Antriebsräder, würde bereits eine Veränderung der statischen
Radlastverteilung bewirken.
Ist dies wirklich so?
Irgendwas in mir sträubt sich gegen diese Vorstellung.

Oder bildet sich das Moment aus der Vortriebskraft in der
Radaufstandsfläche und der Höhe der resultierenden
Fahrwiderstände über der Fahrbahn?
Auch diese Vorstellung kann ich nicht so einfach hinnehmen.

Ich fürchte, mindestens einer meiner Wege ist ein Holzweg.

Gruß
Fritz

Hallo Fritz, Du gehst offensichtlich von einem querliegenden
Motor aus, wobei offen bleibt, ob Frontantrieb und wie die
Kurbelwelle im Verhältnis zu den Rädern läuft. Ansonsten:
Verdopplung des Raddurchm halbiert Vortriebskraft, verlangt
also Verdopplung des Drehmoments. Aber der verdoppelte
Durchmesser halbiert auch die Rückstellkraft. Sodaß, wie Du
schon ahnst die Radgröße keinen Einfluß auf das Rückdrehmoment
hat. Gruß, eck.

Hallo Eckhart,

besten Dank für Deine rasche Antwort,

Die Position und Ausrichtung der Kurbelwelle hätte ja nur Auswirkung auf die dynamische Radlastverteilung.
Da ich weder beschleunigen noch verzögern möchte, hat das Massenträgheitsmoment des Antriebsstrangs keinen Einfluss auf die Radlastverteilung.

Auch alle Kräfte und Momente zwischen Motor, Wechselgetriebe, Achsgetriebe bis zum Antriebsrad werden intern kompensiert und bewirken lediglich eine Verspannung innerhalb des Aufbaus.
Erst die Kraft in der Radstandsfläche (in N) und der Wirkradius (in m) verändern die statische Radlastverteilung.

Nur die Definition dieser „Länge des Hebelarms“ gelingt mir nicht.
Ich empfinde beide Erklärungen als plausibel und sehe meinen Denkfehler nicht.

Gruß
Fritz

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Hallo Fritz, ich bin von der vorgefassten Meinung ausgegangen, daß zum Ausgleich einer unveränderten Widerstandskraft eine unveränderte Antriebskraft gehört. Veränderung der Übersetzung ändert an den beiden Kräften nichts. Die Räder drehen angetrieben in einer Richtung und übertragen eine Kraft auf den Boden, die entgegengesetzte Kraft dreht das Chassis in die den Rädern entgegengesetzte Richtung.

Was die internen Kräfte angeht, macht man sich leicht am Beispiel Fahrrad klar. Mit kleiner Übersetzung am Berg (ersetzt den Widerstand) treten bei gleicher Leistug kleine Kräfte auf , bei großer Übersetzung hohe Kräfte bis zur Verbiegung des Rahmens. eck.

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Hi Fritz,

hab auch über dein Problem nachgedacht, und kann dir eigentlich nur zustimmen.

Dieses Rückdrehmoment führt zu einer Veränderung der
statischen Radlastverteilung.
Die Normalkraft an der Hinterachse steigt, die Kraft an der
Vorderachse sinkt.

ja

Wenn jetzt der Durchmesser der Antriebsräder verdoppelt wird,
verdoppelt sich auch das erforderliche Drehmoment der
Antriebsachse und somit das resultierende Moment im Aufbau.

ja

Dies hätte wiederum eine Verdoppelung der Veränderung der
Achslastverteilung zwischen hinten und vorne zur Folge.

ja

Also allein die Veränderung des Durchmessers der
Antriebsräder, würde bereits eine Veränderung der statischen
Radlastverteilung bewirken.
Ist dies wirklich so?

es erscheint mit logisch, sogar zwingend, und mir fällt kein Gegenargument ein

Irgendwas in mir sträubt sich gegen diese Vorstellung.

Bist du Autofahrer? Als Motorradfahrer wäre dir „Veränderung der Radlastverteilung“ geläufiger - wenn die Last auf dem Vorderrad null wird. Bei einem Auto (auch mit Heckantrieb) drehen die Räder durch.
Ist natürlich nicht bei konstanter Geschwindigkeit und Motorrräder haben einen kürzeren Radstand.

Oder bildet sich das Moment aus der Vortriebskraft in der
Radaufstandsfläche und der Höhe der resultierenden
Fahrwiderstände über der Fahrbahn?

Das kommt m.E. dazu. Auch wenn ein Fahrzeug auf einer hochgelegenen Schiene liefe und der Luftwiderstand über und unter dem Rad gleich wäre, solllte sich ein Kippmoment ergeben.

Auch diese Vorstellung kann ich nicht so einfach hinnehmen.

Wieso denn nicht?

Ich fürchte, mindestens einer meiner Wege ist ein Holzweg.

Wie sagt Obiwan Kenobi (hoffe du kennst Star Wars):
Lass dich von deinen Gefühlen leiten.

Nicht dass ich der Meinung bin, Gefühle haben immer recht, aber du hast das Problem ja schon mathematisch durchdrungen, daher sagt dein Gefühl: traue deinen Überlegungen.

Gruß, Zoelomat

6

Hallo Zoelomat,

vielen Dank für Deine kompetente Antwort.
Dann hat die Größe der Antriebsräder tatsächlich einen Einfluss auf die statische Radlastverteilung.

Motorrad fahre ich auch noch, - wenn auch immer seltener.
Die deutlicheren Veränderungen der dynamischen Radlastverteilung kenne ich gut.
Begünstigt wird dies durch den kurzen Radstand, die hohe Schwerpunktlage und das geringe Leistungsgewicht.
Mit einer MAICO MD 250 oder einer BMW R 80 GS, konnte man dies beim Beschleunigen im 1. Gang wunderbar demonstrieren.

Ich wünsche Dir einen guten Start in die Woche!

Gruß
Fritz